Ο υπολογισμός της έντασης φωτός σε ένα συγκεκριμένο σημείο είναι μια βασική εργαστηριακή άσκηση που οι μαθητές συναντούν στην τάξη φυσικής. Αυτός ο υπολογισμός είναι ελαφρώς πιο δύσκολος από τους άλλους υπολογισμούς που αφορούν το φως επειδή υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί τρόποι για την αξιολόγηση της έντασης του φωτός. Η ένταση του φωτός σε ένα συγκεκριμένο σημείο εξαρτάται από τη διαμόρφωση της φωτεινής πηγής και τις κατευθύνσεις στις οποίες εκπέμπει το φως. Το απλούστερο παράδειγμα υπολογισμού της έντασης του φωτός ασχολείται με την ένταση του φωτός γύρω από έναν λαμπτήρα που εκπέμπει το φως εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις.
Βρείτε την ισχύ του λαμπτήρα. Το φύλλο εργασίας του εργαστηρίου σας μπορεί να σας δώσει αυτές τις πληροφορίες ή ίσως χρειαστεί να το εντοπίσετε μόνοι σας. Η ισχύς συνήθως εκπέμπεται στον λαμπτήρα.
Μετρήστε την απόσταση μεταξύ της πηγής φωτός και του σημείου ενδιαφέροντος. Χρησιμοποιήστε μετρικές μετρήσεις.
Μετατρέψτε την απόσταση που μετρήσατε σε μέτρα. Για παράδειγμα, εάν το σημείο στο οποίο θέλετε να υπολογίσετε την ένταση του φωτός απέχει 81 cm από την πηγή φωτός, αναφέρετε την απάντησή σας ως 0,81 μέτρα. Αυτή η τιμή αντιπροσωπεύει την ακτίνα μιας σφαίρας που περιβάλλει τον λαμπτήρα.
Καταμετρήστε την τιμή από το Βήμα 3. Θα χρησιμοποιήσετε αυτόν τον αριθμό για να υπολογίσετε την επιφάνεια της σφαίρας. Το εμβαδόν επιφάνειας μιας σφαίρας είναι ίσο με 4 (pi) r2. Σε αυτό το παράδειγμα, ο τετραγωνισμός της ακτίνας των 0,81 μέτρων σας δίνει 0,656.
Πολλαπλασιάστε την απάντηση από το Βήμα 4 στο 4. Σε αυτό το παράδειγμα, πολλαπλασιάστε το 0.656 με 4 για να πάρετε 2.62.
Πολλαπλασιάστε την απάντησή σας από το προηγούμενο βήμα από pi. Αυτή η απάντηση είναι η επιφάνεια της σχετικής σφαίρας φωτεινής έντασης. Σε αυτό το παράδειγμα, πολλαπλασιάστε το 2,62 από το pi για να πάρει 8,24. Εάν διαθέτετε μια επιστημονική αριθμομηχανή, χρησιμοποιήστε το πλήκτρο pi για να κάνετε αυτό το πρόβλημα. Εάν χρησιμοποιείτε μια αριθμομηχανή τεσσάρων λειτουργιών, μπορείτε να προσεγγίσετε pi ως 3.14.
Χωρίστε τις ισχύς των βολβών από την απάντηση από το προηγούμενο βήμα. Αυτή η τελική απάντηση δίδεται σε βατ ανά τετραγωνικό μέτρο. Αυτή η απάντηση σας λέει ότι η ένταση φωτός στο σημείο σας στη σφαίρα είναι ίση με τον αριθμό των βατ που ακτινοβολεί ο λαμπτήρας διαιρούμενος από την επιφάνεια της σφαίρας. Εάν είχατε ένα λαμπτήρα 60-watt στο κέντρο αυτής της σφαίρας, θα διαιρέσετε 60 με 8.24 για να φτάσετε 7.28 Watt ανά τετραγωνικά μέτρα ως ένταση φωτός στο σημείο ενδιαφέροντος.